[发明专利]用于燃料电池的空气供给控制方法和系统

说明书

一种用于燃料电池的空气供给控制方法和系统，控制空气压缩机的功耗变得最小时的逆变器的开关频率，包括：计算空气压缩机的电动机的每分钟转数(RPM)；基于计算出的电动机的RPM计算功耗变为最小时的空气压缩机的电动机的逆变器的开关频率；以及利用计算出的开关频率控制逆变器。

技术领域

本公开内容涉及用于燃料电池的空气供给控制方法和系统，能够在燃料电池的低输出段中，通过提供(suggest)使与空气压缩机的电动机连接的逆变器的功耗最小化的开关频率来提高燃料电池用的空气供给系统的效率。

背景技术

燃料电池是不是通过燃烧将燃料的化学能转化为热能，而是在燃料电池堆中通过电化学反应将化学能转化为电能的一种发电机，燃料电池可用来为小型的电气/电子产品(特别是便携式装置)供电，以及提供工业用电能、家庭用电能和车辆驱动用的电能。

特别地，已经知道一种技术，其中采用空气压缩机的增压系统被应用于满足燃料电池系统在高温条下的性能。

然而，在燃料电池输出期间，燃料电池的附带设备在燃料电池系统的低功率运行段中消耗相对较多的功率。在这些附带设备中，用于供给空气的空气压缩机的功耗所占比例最大。

已经提供的作为相关技术所描述的内容仅仅用于帮助理解本发明的背景，而不应认为这些内容对应于本领域技术人员所已知的相关技术。

发明内容

本发明的目标在于提供一种用于将向燃料电池提供空气的空气压缩机的功耗控制成尽可能小的方法。

根据本公开的示例性实施方式，提供一种用于燃料电池的空气供给控制方法，包括：计算空气压缩机的电动机的每分钟转数(RPM)；基于所计算的电动机的RPM，计算空气压缩机的电动机的逆变器的使功耗变为最小的开关频率；以及利用所计算的开关频率控制逆变器。

在计算空气压缩机的电动机的RPM的过程中，可利用位置传感器测量电动机的RPM。

空气供给控制方法可进一步包括：在计算逆变器的开关频率之前计算空气供给压力条件，其中，在计算逆变器的开关频率的过程中，可基于空气供给压力条件和电动机的RPM计算功耗变为最小时的逆变器的开关频率。

在计算空气供给压力条件的过程中，可在空气供给压力条件下测量并且使用空气控制阀的开度。

在计算逆变器的开关频率的过程中，可通过三相纹波损耗功率和开关损耗功率确定功耗。

在计算逆变器的开关频率的过程中，可利用输入空气压缩机的电动机的逆变器中的DC电压和DC电流计算功耗。

在计算逆变器的开关频率的过程中，可利用预定数量的测量值的平均值计算功耗。

在计算逆变器的开关频率的过程中，可在逆变器的开关频率改变时，确定功耗变为最小时的开关频率。

根据本公开的另一示例性实施方式，提供一种用于燃料电池的空气供给控制系统，包括：电动机RPM计算器，由第一处理器实施，计算空气压缩机的电动机的RPM；开关频率计算器，由第二处理器实施，基于电动机RPM计算器所计算的电动机的RPM，计算连接于空气压缩机的电动机的逆变器的功耗变为最小时的开关频率；以及逆变器控制器，利用开关频率计算器所计算的开关频率控制逆变器。

电动机RPM计算器可利用电动机的位置传感器测量电动机的RPM。

空气供给控制系统可进一步包括：空气供给压力条件计算器，由第三处理器实施，计算空气供给压力条件，其中，开关频率计算器可基于所计算的电动机的RPM和空气供给压力条件，来计算逆变器的功耗变为最小时的开关频率。

空气供给压力条件计算器可在空气供给压力条件下测量并使用空气控制阀的开度。

开关频率计算器可基于三相纹波损耗功率和开关损耗功率确定逆变器的功耗。